西南交通2003 级本科生考试试卷课程名称工程材料2004 ——2005 学年第1 学期学号开课系材料学院姓名任课老师评分说明：(1) 所有试题请做到答题纸上，否则不计分。

(2) 本试题题量为120 分，其中20 分为考察题。

试题满分为100 分，及格线为60 分(3)请在答题纸、试卷上写上名字。

一、名词解释(5个'2分)1. 加工硬化2.枝晶偏析3.固溶强化4.渗碳5. 淬透性二、单项选择题(25个1分)1. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫( ) 。

A. 强度B.硬度C.塑性D.弹性2. 每个体心立方晶胞中包含有( )个原子。

3. A.1 B.2 C.3 D.44. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有( )。

A.间隙原子B.位错C.晶界D.缩孔5. 铁素体是碳溶解在( )中所形成的间隙固溶体。

A. a FeB. 丫FeC. A FeD. &Fe6. 通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为A. 细晶粒区- 柱状晶粒区- 等轴晶粒区B. 细晶粒区- 等轴晶粒区- 柱状晶粒区C. 等轴晶粒区-细晶粒区-柱状晶粒区D. 等轴晶粒区- 柱状晶粒区-细晶粒区7. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得( )。

A. 基体组织B. A 体组织C. P 体组织D. M 体组织8. 碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是A.随炉冷却B.在风中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却9. 完全退火主要用于( )。

A.亚共析钢B.共析钢C.过共析钢D.所有钢种10. 除( )元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。

A.CoB.CrC.MnD.Ti11. 在Fe-Fe3C 相图中，钢与铁的分界点的含碳量为( )。

12. 珠光体是一种( )。

A.固溶体B.金属化合物C.机械混合物D.单相组织金属13. 具有共晶反应的二元合金，其中共晶成分的合金具有( )。

A.铸造性能好B.锻造性能好焊接性能好D.热处理性能好13. 共晶成分的铁碳合金发生共晶反应时，其反应式为( )：A ：L+FTAB ：ATF+Fe3C C ：LTA+Fe3CD ：ATP14. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将( )：A :越高B:越低C :越接近理论结晶温度D :不变大学( )。

( )。

15. 在金属结晶时，向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒，以达到改善其机械性能的目的，这种细化晶粒的方法叫做( ):A :时效处理B:变质处理C:加工硬化D:调质16:金属铸造时，为细化晶粒，可采用( ):A :快速浇注B:时效处理C:以砂型代替金属型 D :以金属型代替砂型17. 钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于( ):a. 奥氏体的本质晶粒度;b. 奥氏体的实际晶粒度;c. 奥氏体的起始晶粒度。

18. 过共析钢的正常淬火加热温度是( ):a. Ac1+30。

-50 °C ;b. Accm+30 °-50 °C ;c. Ac3+30 °-50 °C O19. 马氏体的硬度取决于:a.冷却速度;b.转变温度;c.碳含量。

20. 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用:a.高淬透性钢;b.中淬透性钢;c.低淬透性钢。

21. 扩散退火的目的是:a.消除和改善晶内偏析；b.消除冷塑性变形后产生的加工硬化；c.降低硬度以便于加工。

22. 主要用于各种弹簧淬火后的处理。

A: 低温回火B: 中温回火C: 高温回火D: 调质23. 制造手用锯条应当选用( ):a.T12钢经淬火和低温回火；b.Cr12Mo 钢经淬火低温回火;c.65钢淬火后中温回火。

24. 高速钢的红硬性取决于( ):a.马氏体的多少：b.淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量;c.钢中的碳含量。

25..二次硬化属于( ):а.固溶强化;b.细晶强化；c.位错强化;d.第二相强化。

三、判断对错题15个'2分(错误的填F”(1分)，并说明理由(1分)，总计每题2分。

正确的填T”(2分)，可不说明理由。

)1. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。

2. 在实际金属的结晶过程中，自发形核比非自发形核更重要，往往起优先的主导的作用。

3. 一般情况下，晶粒愈大，金属的强度、塑性愈好。

4. 碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。

5. 在平衡结晶条件下，含10%Ni的Cu-Ni合金，比含40%Ni的Cu-Ni合金的硬度和强度要高。

б.在平衡结晶条件下，由于匀晶转变在整个结晶过程中，固相的成分沿着固相线变化，因此，结晶完成后，得到固体的成分是不均匀的。

7. 表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。

8. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。

9. 碳素工具钢的牌号，如T8，T12，该数字表示钢的最低冲击韧性值。

10.钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的形状，尺寸，从而改善钢的性能的一种工艺方法。

10. 在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。

11. 亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。

12. 灰口铸铁一般不可以锻造。

13. 铁素体是碳溶解在a-Fe中所形成的置换固溶体。

14. 调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体。

四、综合题1. 二块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下：第一块：珠光体占40%，铁素体60%。

第二块：珠光体占95%，二次渗碳体占5%。

试问它们的含碳量约为多少？并且分别画出其显微组织图。

（铁素体中含碳量可忽略不计）（10分）2. 淬火钢为什么要进行回火处理？（5分）3. 选材设计一个车床主轴。

要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，请选材（45钢、T8、20CrMnTi）并设计热处理工序。

（10分）4. 识别下列各钢的种类，并指明有下划线的数字和符号的含义：①65Mn②1Cr18Ni9Ti③GCr15④T10⑤ 20CrMnTi ⑥ 9SiCr ⑦ W18Cr4V ⑧ZG15 （8 分）5. 二元合金相图如图示，计算成分为10%的合金在室温时先共晶a相及（a+ ®共晶体的相对重量。

（5分）2003级本科生考试答案课程名称工程材料2004——2005学年第1学期学号开课系材料学院姓名任课老师评分说明：（1）所有试题请做到答题纸上，否则不计分。

（2）本试题题量为120分，其中20分为考察题。

试题满分为100分，及格线为60分。

一、名词解释（5个'2分）1. 加工硬化金属发生塑性变形，随着变形度的增大，金属的强度和硬度显着提高，塑性和韧性明显下降，这种现象叫加工硬化。

2. 枝晶偏析晶粒内部岀现的成份不均匀现象，可通过扩散退火或均匀化退火，使异类原子互相充分扩散均匀，可消除晶内偏析。

3. 固溶强化由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。

4. 渗碳在增碳的活性气氛中，将低碳钢或低碳合金钢加热到高温（一般为900〜950 C），使活性碳原子进入钢的表面，以获得高碳渗层的工艺方法称为气体渗碳。

5. 淬透性所谓钢的淬透性就是指钢在淬火时能够获得马氏体的能力，可用淬透层深度来衡量。

二、单顶选择題（窈个口分》三、判断对错题15个'2分（错误的填F”（1分），并说明理由（1分），总计每题2分。

正确的填T”（2分），可不说明理由。

）1. F 由液体凝固成固体的过程不一定是结晶过程。

2. F 非自发形核比自发形核更重要3. F 一般情况下，晶粒愈小，金属的强度、塑性愈好。

4. T5. F 在平衡结晶条件下，含10%Ni 的Cu-Ni 合金，比含40%Ni 的Cu-Ni 合金的硬度和强度要低。

6. F 得到固体的成分是均匀的。

7. F 不能改善心部的组织和性能8. F 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和延伸率9. F 碳素工具钢的牌号，如T8，T12 ，该数字表示钢的含碳值10. F 钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的组织，从而改善钢的性能的一种工艺方法。

11. F 在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而渗碳体量在增多。

12. F 亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和珠光体组成。

13. T14. F铁素体是碳溶解在a Fe中所形成的间隙固溶体。

15. F 调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火索氏体四、综合题（总计55分）1. 二块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下：第一块：珠光体占40% ，铁素体60% 。

第二块：珠光体占95% ，二次渗碳体占5% 。

试问它们的含碳量约为多少?并且分别画出其显微组织图。

（铁素体中含碳量可忽略不计）（10分）答：在忽略三次渗碳体的情况下，珠光体的碳含量为0.77%,铁素体为0.0218%, 渗碳体为6.69%第一块为：C%=（40% >0.77+60% X0.218）%第二块为：C%=（95% >0.77+5% >6.69）%显微组织（略）2. 淬火钢为什么要进行回火处理?（5分）答：淬火钢不经回火一般不能直接使用。

回火是为了降低脆性，减少或消除内应力，防止工件变形和开裂获得工艺所要求的力学性能;稳定工件尺寸;对某些高淬透性的合金钢，高温回火可降低硬度，以利切削加工。

3. 选材设计一个车床主轴。

要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，请选材（45钢、T8、20CrMnTi）并设计热处理工序。

（10分）答：选择45号钢，调质处理。

加工路线为：正火——调质——高频淬火及低温回火4. 识别下列各钢的种类,并指明有下划线的数字和符号的含义：①65Mn ②1Cr18Ni9Ti ③GCr15④T10⑤20CrMnTi⑥9SiCr⑦W18Cr4V⑧ ZG15a）弹簧钢，b）1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢碳含量<0.1%，〜9%的镍，c）G Cr15 滚动轴承钢〜1.5%铬d）T10 碳素工具钢，T——工具（英文）e）20CrMnTi 合金渗碳钢〜0.2%的碳，f）9SiCr 低合金刃具钢0.9 的碳，g）W18Cr4V 高速钢〜18%钨h）Z G15 铸钢ZG ――铸钢（拼音）5. 二元合金相图如图示，计算成分为10%的合金在室温时先共晶a相及（a®共晶体的相对重量。

（5分）答：根据标杆定律：a%=（30-10）/30（a+ 0%=1- a%5.将①5mm的T8钢加热至760 'C并保温，后经不同冷却方式得到：P、S、B下、B下+M+少量残余A、M+少量残余A。